کاربرد های تکنولوژی امپدانس متری در تشخیص پزشکی

مقدمه

اندام های بدن شامل ترکیباتی مثل چربی، عضله،استخوان و آب هستند. همچنین در عضوی مثل ریه، گاز نیز درون آن وارد می شود. هرگونه تغییر در ترکیبات اندام های بدن موجب تغییر در امپدانس الکتریکی اندام می گردد. همین مسئله باعث شده با استفاده از تکنولوژی بایوامپدانس متری بتوان طیف گسترده ای از تشخیص های پزشکی را پوشش داد و بر پایه این تکنولوژی تجهیزات پزشکی مختلفی عرضه کرد که به پزشک در تشخیص سریع، غیر تهاجمی و ارزان کمک کند.

این ویژگی ها باعث شده تحقیقات و مقالات زیادی در زمینه امپدانس متری و خواص دی الکتریک ماده در دنیا صورت گرفته و این زمینه مورد توجه محققین و تولیدکنندگان تجهیزات پزشکی قرار گیرد. در تصویر1 مقاله ای رشد تحقیقات در زمینه امپدانس متری در طی سالیان اخیر را نمایش داده و بر اساس تحلیل، آینده ی روشنی را برای این تکنولوژی در زمینه تشخیص های پزشکی متصور شده است. برخی از کاربردهای تکنولوژی صرفا در مرحله تحقیقات قراردارند. اما برخی به شکل تجاری درآمده اند و توسط پزشکان و مراکز درمانی مورد استفاده قرار می گیرند.

تصویر 1 * El Khaled, D.; Novas, N.; Gazquez, J.-A.; Manzano-Agugliaro, F. Dielectric and Bioimpedance Research Studies

در ادامه صرفا برخی کاربردهای تکنولوژی بایوامپدانس متری را که در دنیا به شکل تجاری درآمده اند، آورده ایم:

· ICG( Impedance CardioGraphy)

باتوجه به اینکه قلب در هر دقیقه به طور متوسط 80 بار ضربان دارد و در هر ضربان از خون پر و خالی می شود، امپدانس قلب تغییر می کند.در ICG با چینش تعدادی الکترود در اطراف قلب ، ضمن استخراج نمودار های ضربان، می توان پارامتر هایی نظیر برون ده قلبی و حجم ضربه ای را با توجه به تغییراتی که در امپدانس قلب رخ می دهد، به شکل غیر تهاجمی تخمین زد، در حالیکه روش های جایگزین اندازه گیری برون ده قلبی تهاجمی هستند.همچنین با جایگذاری مناسب الکترود ها و تحلیل نمودار امپدانس قلبی می توان پارامترهای دیگری از قلب یا رگ های قلبی را استخراج کرد که در تحقیقات مختلفی به آن پرداخته شده است.

تصویر 2 چینش الکترود در دستگاه ICG – دستگاه ICG شرکت Deltexبا برند TrueVue

· EIT( electrical impedance tomography)

با چینش تعداد زیادی الکترود دور اندام بدن و اندازه گیری امپدانس بین زوج الکترود ها و سپس استفاده از روش های بازسازی تصویر، می توان مقطع نگاری امپدانسی انجام داد. از این روش می توان برای تشخیص وجود یا شکل تومور در سرطان سینه استفاده کرد. با توجه اینکه بافت تومور سفت بوده که داخل بافت نرم سینه قرار گرفته، در تصویر بازسازی شده از امپدانس ها، می توان تومور را تشخیص داد. شرکت medimpedance این دستگاه را تولیدکرده است.

تصویر 3دستگاه تشخیص سرطان سینه شرکتmedimpedance - روش بازسازی تصویر از روی امپدانس

همچنین شرکت آلمانی Drager با استفاده از تکنولوژی EIT دستگاخ مانیتورینگ ریه تولید کرده به شکل مداوم پارامترهایی از جمله نرخ تنفس ، تصویر ریه به همراه نمایش محل و میزان Ventialtion در ریه با تصویر رنگی و نمایش نمودار تنفس در 4 قسمت از ریه (ROI:Region of intrest) به منظور مانیتورینگ و بررسی عملکرد ریه تولید کرده است.

تصویر 4 دستگاه مانیتورینگ ریه Dräger PulmoVista

· Apex Locator

این دستگاه که در عصب کشی دندان بسیار کاربردی است با استفاده از اندازه گیری امپدانس، عمق کانال دندان را اندازه گیری کرده و نشان می دهد که که عصب کشی به درستی صورت گرفته چیزی از عصب داخل کانال دندان باقی نمانده است. چند محصول ژاپنی و آلمانی با کیفیت، یک محصول ایرانی و برندهای مختلف چینی تولید کننده این دستگاه هستند و در بازار ایران نیز توزیع شده و توسط دندانپزشکان مورد استفاده قرار می گیرند.

تصویر 5 یک نمونه دستگاه Apex Lacator

· آنالیز پوست و بافت زیر پوستی

با آنالیز پوست به کمک بایوامپدانس می توان میزان رطوبت موجود در بافت پوست را اندازه گیری کرد که در صنعت آرایشی بهداشتی مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین تشخیص اولیه سرطان پوست به کمک دستگاه شرکتNevisense (scibase) امکان پذیر است. ضمن اینکه با ایجاد آرایش مناسب الکترودی، می توان بافت زیر پوستی و میزان خون رسانی آن را اندازه گیری کرد که اهمیت بسیار زیادی در سنجش سلامت فرد ، تایپولوژی بدن و پیش بینی بیماری ها دارد.

تصویر 6 دستگاه تشخیص سرطان پوست

· آنالیز مایعات بدن

به کمک دستگاه آنالیز مایعات بدنی، پزشک می تواند میزان وزن خشک بیمار دیالیزی، میزان مایعات اضافی بدن ، نسبت آب برون سلولی به آب کل بدن را سنجیده و میزان توزیع مایعات در اندام (دست ها ، پاها و تنه) به تفکیک بررسی کند.به کمک این دستگاه ، هم تنظیم دستگاه دیالیز به شکل دقیق تری برای تصفیه آب اضافه بدن بیمار صورت می گیرد و هم تجمع مایعات برون سلولی در بدن و در اندام ها بررسی می گردد تا کفایت دیالیز سنجیده گردد.

تصویر 7دستگاه آنالیز مایعات بدن شرکت Maltron

· پلتیسموگرافی امپدانسی IP

یك تكنیك اندازه‌گیری است كه تغییرات حجم خون را در اعضای مختلف بدن محاسبه می‌نماید. (حجم خون سیاهرگها و ضربان سرخرگها). با تغییر حجم خون، امپدانس الكتریكی نیز تغییر می‌كند. با اندازه‌گیری تغییرات حجم خون، پزشك می‌تواند موانع موجود در سر راه جریان خون از جمله خون مردگیها و انسداد عروق، مراحل اولیه بیماری تصلب شرائین، اغتشاشات موجود در جریان خون و كارآیی جریان خون را شناسایی كند.

تصویر 8 دستگاه plethysmograph شرکت VenoScreen plus